一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法技术

本发明专利技术公开了一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法，涉及车辆震源信号采集技术领域，包括如下步骤：S1：沿道路布设检波器；S2：沿道路垂向布设检波器。本发明专利技术的方法根据工程实际出发，通过改变采集方式，在传统的沿道路布设检波器的基础上增加垂向检波器，形成在道路平面内的L型布设方式。有效解决了周围环境噪声对频散曲线的影响问题，而且采集方便高效，无需考虑不同频率对应的波场传播方向，所需检波器较少，对采集空间的要求很低，适用于城市中高平整度的道路，在现阶段的道路车辆信号采集与处理方面有较强的应用潜力。辆信号采集与处理方面有较强的应用潜力。辆信号采集与处理方面有较强的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法


[0001]本专利技术涉及车辆震源信号采集
，尤其涉及一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法。

技术介绍

[0002]随着城市可持续发展与扩张的需求增长，运送通勤者的地铁、容纳公共设施和服务以及储存材料和特殊物品的建筑越来越多的被规划于地下空间，使得地下空间的开发与保护越来越重要。在地下空间开挖之前，要通过勘探查明可能存在异常地质体、潜水等地质结构，在开挖的过程中以及建成之后，可能存在上覆底层的扰动，需要进行不断地监测。由于近地表空间介质的复杂性，准确而方便的近地表调查方法是进行地下空间建设的关键。
[0003]现阶段对于车辆震源的信号的采集与处理主要分为两种方法，一种是沿道路或铁路沿线布置检波器，并采用地震干涉法进行频散提取，另一种是采用多方向的线性采集阵列，通过波场传播方向的计算，确定与波场传播方向较为一致的采集阵列进行频散提取。第一种方法没有考虑城市中强烈的来自于工厂、建筑物等的环境噪声，使提取到的频散曲线相速度出现误差，第二种方法采集空间要求较高，需要计算波场传播方向，效率较低。张耘获等通过设计多方向线性采集阵列并计算采集信号的能量方位角分布，选择了与强能量传播方向较为一致的一列检波器信号通过地震干涉法进行频散提取，获得了较为准确的频散曲线。在道路平整度较高的情况下，车辆震源能量较低，周围强震源的方位角影响不能忽略，而张耘获等提出的方案对于采集空间的要求较大，且需要提前计算波场传播方向。
[0004]因此，亟需研究一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法，本专利技术在传统沿道路布设检波器的基础上增加垂向检波器，能够有效降低周围环境噪声的影响，实现频散曲线精确提取，同时，因所增加的检波器数量较少，在城市空间中不受空间范围约束。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法，包括如下步骤：
[0008]S1：沿道路布设检波器；
[0009]S2：沿道路垂向布设检波器。
[0010]可选地，步骤S2中，垂向布设检波器的数目为2～5道。
[0011]本专利技术的有益效果是，
[0012]本专利技术的方法根据工程实际出发，通过改变采集方式，在传统的沿道路布设检波器的基础上增加垂向检波器，形成在道路平面内的L型布设方式，有效解决了周围环境噪声对频散曲线的影响问题，而且采集方便高效，无需考虑不同频率对应的波场传播方向，所需检波器较少，对采集空间的要求很低，适用于城市中高平整度的道路，在现阶段的道路车辆
信号采集与处理方面有较强的应用潜力。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法流程示意图；
[0014]图2为本专利技术一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法的数据采集图，其中，(a)和(b)为探测区域与观测系统分布，(c)为部分南北阵列的采集信号；
[0015]图3为本专利技术中对L型阵列的两个方向以及L型阵列整体进行频散曲线提取过程与结果对比图；
[0016]图4为本专利技术中频散曲线提取结果反演结果与钻孔资料，其中，(a)为不同频散曲线的反演结果，(b)为反演获取的频散曲线与真实频散曲线的对比结果，(c)、(d)、(e)为钻孔资料，(f)为任意两个检波器之间连线路径的角度分布图；
[0017]图5为本专利技术中垂向布设检波器时任意两个检波器之间连线路径的角度分布图，其中(a)为垂向布设五道检波器，(c)为垂向布设三道检波器，(b)与(d)为相对应的频散提取结果。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1
[0020]一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0021]S1：沿道路布设检波器；
[0022]S2：沿道路垂向布设检波器。
[0023]可选地，步骤S2中，垂向布设检波器的数目为2～5道。
[0024]实施例2
[0025]在该可选实施例中，如图2所示，东侧为国道车辆较多，周围建筑物较少，在检波器阵列西偏南约30
°
较远的位置存在一个村庄，南北方向布设31道检波器，东西向布设31道检波器，道间距为2米，采样间隔1ms，采样时长4小时。
[0026]如图3所示，对L型阵列的两个方向以及L型阵列整体进行频散曲线提取，得到三条频散曲线；三条频散曲线在大于10Hz的区域基本重合，而在低频区域，相速度存在明显差异，南北向相速度明显大于东西向相速度，而整体提取的频散曲线相速度最小，究其原因，低频信号受村庄影响较大，因此，沿道路布设的检波器阵列，无法获取准确的频散曲线，需要在其他方向布设检波器以进行校正。
[0027]对上述频散曲线提取结果进行横波速度反演，并将反演结果与该区域钻孔结果进行了对比，如图4所示，钻孔数据显示与L型阵列整体的频散反演结果较为一致，而与两个单方向的频散反演结果存在较大差异，说明了采用多方向采集阵列并进行频散提取时可以有效校正波场传播方向的影响，获取有效的地下频散信息；因在频散曲线提取过程中，需要任
意两台检波器地震记录进行互相关运算，传统线性检波器排布方式中两台检波器的方向固定，而本方法提出的排布方式可以进行两道检波器之间多角度的覆盖，如图4(f)所示，进行了震源角度的校正，使频散曲线更加准确，且因不同频率的波场方向不同，通过该方法可以无需考虑不同频率对应的波场传播方向影响。
[0028]由于空间限制，城市中往往不能在沿垂直方向上布设过多检波器，因此需要更加高效的采集方式，如图5所示，图5中(a)与(c)为垂向布设5道与3道检波器时，任意两个检波器之间连线路径的角度分布图，图5中(b)与(d)为相对应的频散提取结果，可知在之前沿道路布设检波器阵列的基础上，在垂向布设3～5道检波器即可实现频散曲线的校正。
[0029]当然，上述说明并非是对本专利技术的限制，本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高平整度道路的车辆震源信号精确高效采集方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：沿道路布设检波器；S2：沿道路垂向布设检波器。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：王姣，闫月锋，刘培学，陈玉杰，陈会伟，秦富贞，牛海春，刘树美，周大永，刘佳，闫东，罗雅娜，宋海燕，朱青青，刘晓玲，
申请(专利权)人：中国石油大学华东中国冶金地质总局青岛地质勘查院，
类型：发明
国别省市：